(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化ケイ素粉末において、凝集した一次粒子の形状で存在し、前記一次粒子の平均直径が少なくとも４０ｎｍであり、少なくとも３．５のＳＴＳＡ表面積に対するＢＥＴ表面積の比を有することを特徴とする、前記粉末。
【請求項２】
ＢＥＴ表面積が１００〜４００ｍ2／ｇであることを特徴とする、請求項１に記載の二酸化ケイ素粉末。
【請求項３】
ＳＴＳＡ表面積に対する増粘作用が、８ｍＰａｓ・ｇ／ｍ2超であることを特徴とする、請求項１または２に記載の二酸化ケイ素粉末。
【請求項４】
微細孔容積が少なくとも０．０７ｃｍ3／ｇであることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の二酸化ケイ素粉末。
【請求項５】
フラクタル次元Ｄmが少なくとも２．８０であることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の二酸化ケイ素粉末。
【請求項６】
ＳＴＳＡ表面積に対するＤＢＰ吸収量が、３．５ｇ／１００ｇ  ｍ2ｇ-1である、またはそれよりも高いことを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の二酸化ケイ素粉末。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の二酸化ケイ素粉末の製造方法において、
ａ）１種以上の加水分解可能および／または酸化可能なケイ素化合物、酸素含有ガス、ならびに前記酸素含有ガスと水の形成下に反応する一次燃焼ガスをそれぞれ含む混合物を、火炎管内の燃焼器から燃焼する火炎に供給し、
ｂ）前記とは別に、前記燃焼器を包囲する管から、１種以上の二次燃焼ガスを前記火炎管に導通し、そして
ｃ）後の時点で、前記反応混合物に１種以上の三次燃焼ガスを前記火炎管内で供給し、そして
ｄ）次に、固形物を前記反応混合物から分離し、
その際、
ガンマ1＜１、ガンマ2＜１およびガンマ3＜１、ならびに
ガンマ1/2＝ガンマ1＋ガンマ2＜１
ガンマ合計＝ガンマ1＋ガンマ2＋ガンマ3＞１、ならびに
ラムダ1＞１が成り立つが、ただし
ガンマ1＝一次燃焼ガス／化学量論的に必要な燃焼ガス
ガンマ2＝二次燃焼ガス／化学量論的に必要な燃焼ガス
ガンマ3＝三次燃焼ガス／化学量論的に必要な燃焼ガス、ならびに
ラムダ1＝酸素含有ガス中の酸素／化学量論的に必要な酸素、
であり、前記ガンマ1-3、及び前記ラムダ1はモルを基準とする
ことを特徴とする、前記方法。
【請求項８】
ガンマ1＞ガンマ2であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ガンマ1＜ガンマ3、および／またはガンマ2＜ガンマ3であることを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
０．２≦ガンマ1≦０．６、かつ０．４≦ガンマ3≦０．８であることを特徴とする、請求項７から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
二次燃焼ガスおよび／または三次燃焼ガスの供給が、リングノズルを用いて行われることを特徴とする、請求項７から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
１＜ラムダ1≦１０であることを特徴とする、請求項７から１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
追加的にさらなる酸素含有ガスを前記火炎管に導入することを特徴とする、請求項７から１２までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
凝集した一次粒子の形状で存在し、その表面またはその一部が、１〜２０個の炭素原子を有する、化学的に結合した直鎖および／または分岐鎖のアルキルシリル基で覆われている、表面変性された二酸化ケイ素粉末の製造方法であって、請求項１から６までのいずれか１項に記載の二酸化ケイ素粉末に、１〜２０個の炭素原子を有する直鎖および／もしくは分岐鎖のアルキルシリル基を有する、または前記基が反応の間に生じる、１種以上の表面変性剤を噴霧し、該混合物を引き続き１２０〜４００℃の温度にて０．５〜８時間の期間にわたり、熱により処理する前記方法。
【請求項１５】
前記表面変性剤が、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシランおよび／またはシリコーン油からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の方法にしたがい得られる、凝集した一次粒子の形状で存在し、その表面またはその一部が、１〜２０個の炭素原子を有する、化学的に結合した直鎖および／または分岐鎖のアルキルシリル基で覆われている、表面変性された二酸化ケイ素粉末。
【請求項１７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の二酸化ケイ素粉末、および／または請求項１６に記載の表面変性された二酸化ケイ素粉末を含んでいるトナー組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特殊な表面特性を有する二酸化ケイ素粉末、およびその製造に関する。本発明は、さらにトナー組成物に関する。
【０００２】
ＤＥ−Ａ−１０１４５１６２では、１００ｎｍ未満の平均粒径を有する凝集した一次粒子の形状の、親水性の、熱分解による二酸化ケイ素が開示されていて、この二酸化ケイ素は、好ましくは最小表面粗さで２５〜５００ｍ2／ｇの比表面積を有する。ＤＥ−Ａ−１０２００４０６３７６２では、０．５〜１０００ｎｍの平均粒径を有する凝集した一次粒子の形状の、親水性の、熱分解による二酸化ケイ素が開示されていて、この二酸化ケイ素は、好ましくは１〜１０００ｍ2／ｇの比表面積を有する。ＤＥ−Ａ−１０２００５００７７５３では、０．５〜１０００ｎｍの平均粒径を有する凝集した一次粒子の形状の、親水性の、熱分解による二酸化ケイ素が開示されていて、この二酸化ケイ素は、好ましくは１０ｍ2／ｇ超、好ましくは７５〜３５０ｍ2／ｇの比表面積を有する。前記特許出願の場合、熱分解による二酸化ケイ素は、好ましくは、２．８未満の、または同値のマスフラクタル次元（ｆｒａｋｔａｌｅ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  ｄｅｒ  Ｍａｓｓｅ）を有する。
【０００３】
ＤＥ−Ａ−１９７５６８４０では、３０〜１５０ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積、および２．６０５未満のフラクタルＢＥＴ次元を有する、熱分解による二酸化ケイ素が開示されている。このようにして得られる二酸化ケイ素は、例えば研磨のために使用することができる。この二酸化ケイ素は、火炎加水分解法において、１未満の水素比ガンマおよび同時に同じく１未満の酸素比ラムダを維持することによって得られる。その場合、ガンマは、化学量論的に必要な水素に対する原材料からの水素を加えた供給された水素の比である。ラムダは、化学量論的に必要な酸素に対する供給された酸素の比である。
【０００４】
ＥＰ−Ａ−１９９７７７６では、低い増粘作用を有する、熱分解により製造された二酸化ケイ素粉末が開示されていて、この二酸化ケイ素粉末は、凝集した一次粒子の形状で存在し、１０〜５００ｍ2／ｇのＳＴＳＡ表面積、４〜８ｍＰａｓ・ｇ／ｍ2のＳＴＳＡ表面積に対する増粘作用、および０．０３〜０．０７ｃｍ3／ｇの微細孔容積を有する。一次粒子径は、好ましくは４０ｎｍ未満である。
【０００５】
したがって、本発明の課題は、粒子の大きさ、ならびにその内部および外部構造のゆえに、表面上でその表面の機械的負荷、例えばせん断の場合に、優れた付着特性を示すことができる粒子を提供することにあった。本発明のさらなる課題は、これらの粒子の製造方法を提供することにあった。
【０００６】
本発明の対象は、二酸化ケイ素粉末であって、少なくとも４０ｎｍ、好ましくは４０〜７０ｎｍ、特に好ましくは＞５０〜６０ｎｍの平均直径を有する凝集した一次粒子の形状で存在し、少なくとも３．５、好ましくは３．５〜７、特に好ましくは３．８〜６のＳＴＳＡ表面積に対するＢＥＴ表面積の比を有する二酸化ケイ素粉末である。
【０００７】
一次粒子とは、本発明の範囲においては、まず反応において形成され、そしてさらなる反応過程において合体してアグリゲートになりうる粒子と解釈される。
【０００８】
本発明の範囲におけるアグリゲートとは、類似の構造および大きさの、互いに合体する一次粒子であって、その表面積が、個々の孤立した一次粒子の合計よりも小さい一次粒子と解釈される。複数のアグリゲート、または個々の一次粒子も、さらに集まってアグロメレートを作ることができる。アグリゲートまたは一次粒子は、ここでは点状で互いに隣り合っている。アグロメレートは、それぞれその合体程度によって、エネルギー入力により再び分解されうる。
【０００９】
本発明による二酸化ケイ素粉末は、好ましくは１００〜４００ｍ2／ｇ、特に好ましくは２００〜３００ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有する。ＢＥＴ表面積は、ＤＩＮ  ＩＳＯ９２７７に準拠して測定される。
【００１０】
ＢＥＴ表面積、ＳＴＳＡ表面積、および微細孔容積の測定は、７７ＫでのＮ２吸着等温線の測定によって行われる。二酸化ケイ素粉末は、測定前に１時間、２００℃にて真空状態で脱ガスが行われる。
【００１１】
ＳＴＳＡ表面積は、二酸化ケイ素粉末を基礎とする粒子の外側の表面を特徴付けるものである、つまり微孔によって生じる表面は考慮されない。ＳＴＳＡ表面積の測定は、ＩＳＯ１８８５２に準拠して特殊な層厚み方程式（Ｓｃｈｉｃｈｔｄｉｃｋｅｎｇｌｅｉｃｈｕｎｇ）
ｔ＝（２６．６８１８／（０．０１２４８０６−ｌｏｇ（ｐ／ｐ０）））0.4、
［式中、ｐはガス圧であり、ｐ0は測定温度での吸着質の飽和蒸気圧であり、両方とも単位はＰａである］の使用下に行われる。
同じ層厚み方程式は、微細孔容積の測定のためにｔ−法（ＤＩＮ６６１３５−２）にしたがい使用される。
【００１２】
平均一次粒子径は、好ましくはＴＥＭ画像（ＴＥＭ＝透過型電子顕微鏡）の計測によって決定される。
【００１３】
特別な実施態様においては、本発明による二酸化ケイ素粉末は、８ｍＰａｓ・ｇ／ｍ2超、特に好ましくは８〜１２ｍＰａｓ・ｇ／ｍ2、殊に好ましくは９〜１１ｍＰａｓ・ｇ／ｍ2のＳＴＳＡ表面積に対する増粘作用を有する。
増粘作用（ｍＰａｓで表示）は、２２℃の温度にて、１３００±１００ｍＰａｓの粘度を有する不飽和ポリエステル樹脂中の二酸化ケイ素粉末の分散液において測定され、回転粘度計で、２．７Ｓ-1のせん断速度、かつ２５℃の温度にて測定される。好適な不飽和ポリエステル樹脂は、オルトフタル酸もしくはメタフタル酸、およびマレイン酸もしくはフマル酸、もしくはそれらの無水物、ならびに低分子ジオール、例えばエチレングリコール、１，２−プロパンジオールもしくは１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオールもしくは１，３−ブタンジオールもしくは１，４−ブタンジオールもしくはネオペンチルグリコール（（ＣＨ3）2Ｃ（ＣＨ2ＯＨ）2）、またはポリオール、例えばペンタエリトリトールからなる共縮合体であって、好ましくは３０〜８０質量％で、好ましくは６０〜７０質量％で、溶剤としてのオレフィン系反応性希釈剤、例えばモノスチレン中に溶解している共縮合体を含む。前記ポリエステル樹脂の粘度は、２２℃の温度にて１３００±１００ｍＰａｓである。二酸化ケイ素粉末７．５ｇを、２２℃の温度にてポリエステル樹脂１４２．５ｇに入れ、溶解機を用いて３０００ｍｉｎ-1にて分散させる。この分散液６０ｇを、さらなる９０ｇの不飽和ポリエステル樹脂と混合させ、分散工程を繰り返す。不飽和ポリエステル樹脂として好適なのは、例えばＬｕｄｏｐａｌ（登録商標）Ｐ６、ＢＡＳＦである。
【００１４】
さらなる特別な実施態様において、本発明による二酸化ケイ素粉末は、好ましくは少なくとも０．０７ｃｍ3／ｇ、特に好ましくは０．０７〜０．０９、殊に好ましくは０．０７２〜０．０８０の微細孔容積を有する。
【００１５】
本発明による二酸化ケイ素粉末のフラクタル次元Ｄmは、好ましくは少なくとも２．８０、特に好ましくは２．８０〜２．９０、殊に好ましくは２．８３〜２．８７であってよい。Ｄmは、Ｐｆｅｉｆｅｒ、ＯｂｅｒｔおよびＣｏｌｅによって示された方法（Ｐｒｏｃ．Ｒ．Ｓｏｃ．Ｌｏｎｄｏｎ，Ａ４２３，１６９（１９８９））による多層吸着のためのフラクタルＢＥＴ理論にしたがい、ｐ／ｐ0＝０．５〜０．８の圧力範囲におけるＮ2吸着により測定される。
表面粗さは、このフラクタルの理論を用いて定量化することができる。フラクタルは、様々な長さスケールで互いに似ている構造である。フラクタルの多数の特性は、べき乗則で記述可能である。例えば、半径ｒでの質量ｍの増加を調べる場合、緻密な球の極端なケースでは、マスフラクタル次元（ｍａｓｓｅｎｆｒａｋｔａｌｅ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）ｄｍ＝３となる。空洞および孔を有する構造の場合、マスフラクタル次元ｄm＜３という結果になる。表面もフラクタル特性を有することができる。ここでは、表面積の大きさは半径によって変化する。完全に平滑な表面の場合、５となる。熱分解によるシリカの場合、マスフラクタル次元は一般に１．５〜２．０の範囲にあり、表面に対する次元は約２．０である。
【００１６】
本発明による二酸化ケイ素粉末の、ＳＴＳＡ表面積（単位ｍ2／ｇ）に対するＤＢＰ吸収量（単位ｇＳｉＯ2／１００ｇＤＢＰ）は、好ましくは３．５ｇ／１００ｇ  ｍ2ｇ-1であってよい、またはそれよりも高くてよく、特に好ましくは３．５〜５ｇ／１００ｇ  ｍ2ｇ-1であってよい。ジブチルフタレート吸収量は、Ｈａａｋｅ社（カールスルーエ）製の機器ＲＨＥＯＣＯＲＤ  ９０で測定される。この目的のために、二酸化ケイ素粉末８ｇを精度０．００１ｇで混練室（Ｋｎｅｔｋａｍｍｅｒ）に充填し、これを蓋で密閉し、ジブチルフタレートを蓋の開口部を介して０．０６６７ｍｌ／ｓの所定の供給速度で計量供給する。この混練機は、毎分１２５回転のモーター回転数で作動させる。最大トルクに達した後、前記混練機およびＤＢＰ計量供給は自動的に停止される。ＤＢＰ消費量および秤量された粒子の量から、ＤＢＰ吸収量を以下にしたがい算出する：
ＤＢＰ吸収量（ｇ／１００ｇ）＝（ＤＢＰ消費量（ｇ）／粒子の秤量（ｇ））×１００。
【００１７】
本発明のさらなる対象は、本発明による二酸化ケイ素粉末の製造方法であり、この方法において、
ａ）１種以上の加水分解可能および／または酸化可能なケイ素化合物、酸素含有ガス、ならびにこの酸素含有ガスと水の形成下に反応する一次燃焼ガスをそれぞれ含む混合物を、火炎管内の燃焼器から燃焼する火炎に供給し、
ｂ）これとは別に、前記燃焼器を包囲する管から、１種以上の二次燃焼ガスを前記火炎管に導通し、そして、
ｃ）後の時点で、前記反応混合物に１種以上の三次燃焼ガスを前記火炎管内で供給し、
ｄ）次に、固体物を前記反応混合物から分離し、
その際、
ガンマ1＜１、ガンマ2＜１およびガンマ3＜１、ならびに
ガンマ1/2＝ガンマ1＋ガンマ2＜１
ガンマ合計＝ガンマ1＋ガンマ2＋ガンマ3＞１、ならびに
ラムダ1＞１が成り立つが、ただし
ガンマ1＝一次燃焼ガス／化学量論的に必要な燃焼ガス
ガンマ2＝二次燃焼ガス／化学量論的に必要な燃焼ガス
ガンマ3＝三次燃焼ガス／化学量論的に必要な燃焼ガス、ならびに
ラムダ1＝酸素含有ガス中の酸素／化学量論的に必要な酸素
である。
【００１８】
「後の時点」とは、二酸化ケイ素粒子の構造および特性がまだ影響を受け得る時点で、三次燃焼ガスの供給が行われることと解釈される。好ましくは、三次燃焼ガスは、二次燃焼ガスを供給してから０．１〜３０ｍｓ、特に好ましくは１〜１０ｍｓ、および殊に好ましくは２〜６ｍｓの後に前記反応混合物に加えられる。
【００１９】
熱分解により、特に火炎加水分解により行われる方法は、一般に、出発物質が互いに、供給された燃焼ガスが少なくとも装入物資を加水分解するのに充分であるような化学量論的な比になるように実施される。このために必要な燃焼ガスの量は、化学量論的燃焼ガス量と表す。
【００２０】
本発明による方法の場合、前記定義された化学量論的に必要な燃焼ガス量（モル表示）に対する供給された一次燃焼ガス（モル表示）の比は、ガンマ1と表す。ガンマ1は、本発明による方法においては１未満である。以下が成り立つ：ガンマ1＝（一次燃焼ガス／化学量論的燃焼ガス）＜１。
【００２１】
さらに、本発明による方法の場合、１種以上の二次燃焼ガスが使用される。これらの二次燃焼ガスは、一次燃焼ガスとは別に、前記燃焼器を包囲する管から火炎管に導通される。化学量論的に必要な燃焼ガス量（モル表示）に対する供給された二次燃焼ガス（モル表示）の比は、ガンマ2と表す。ガンマ2は、本発明による方法においては１未満である。以下が成り立つ：ガンマ2＝（一次燃焼ガス／化学量論的燃焼ガス）＜１。
【００２２】
さらに、本発明による方法の場合、三次燃焼ガスが使用される。この三次燃焼ガスは、一次燃焼ガスおよび二次燃焼ガスよりも遅い時点で火炎に導入される。化学量論的に必要な燃焼ガス量（モル表示）に対する供給された三次燃焼ガス（モル表示）の比は、ガンマ3と表す。ガンマ3は本発明による方法においては１未満である。以下が成り立つ：ガンマ3＝（一次燃焼ガス／化学量論的燃焼ガス）＜１。
【００２３】
さらに、本発明による方法の場合、
ガンマ1/2＝ガンマ1＋ガンマ2＜１、および
ガンマ合計＝ガンマ1＋ガンマ2＋ガンマ3＞１である。
【００２４】
前記方法の好ましい実施態様の場合、ガンマ1＞ガンマ2である。
【００２５】
前記方法のさらなる好ましい実施態様の場合、ガンマ1＜ガンマ3、および／またはガンマ2＜ガンマ3である。
【００２６】
前記方法のさらなる好ましい実施態様の場合、０．２≦ガンマ1≦０．６、かつ０．４≦ガンマ3≦０．８である。
【００２７】
二次燃焼ガスおよび／または三次燃焼ガスの供給は、例えばリングノズルを用いて行ってよい。
【００２８】
熱分解により、特に火炎加水分解により行われる方法は、一般に、ケイ素出発化合物を二酸化ケイ素に変換し、そして燃焼ガスを反応させるために少なくとも充分である酸素量（例えば空気から）が使用されるように実施される。この酸素量は、化学量論的酸素量と表す。
【００２９】
前記定義された化学量論的に必要な酸素量（モル表示）に対する酸素含有ガスの形状で供給された酸素（モル表示）の比は、ラムダ1と表す。ラムダ1は、本発明による方法においては１よりも大きい。以下が成り立つ：ラムダ1＝一次酸素／化学量論的酸素＞１。好ましい実施態様においては、１＜ラムダ1≦１０であり、３≦ラムダ1≦７が特に好ましい。
【００３０】
本発明による方法の場合、１種以上の加水分解可能なケイ素化合物が使用される。この場合、加水分解可能なケイ素化合物とは、水との反応によって二酸化ケイ素に変換されるような前記ケイ素化合物と解釈される。ケイ素化合物は、蒸気状で導入されてよく、または溶剤中の溶液として導入されてよく、その際このケイ素化合物は前記溶剤とは反応しない。好ましくは、ケイ素化合物は蒸気状で導入される。
【００３１】
好ましくは、前記加水分解可能なケイ素化合物は、ハロゲン化ケイ素、有機ハロゲン化ケイ素、および／またはケイ素アルコキシドである。特に好ましくは、ＳｉＣｌ4、ＭｅＳｉＣｌ3、Ｍｅ2ＳｉＣｌ2、Ｍｅ3ＳｉＣｌ、Ｍｅ4Ｓｉ、ＨＳｉＣｌ3、Ｍｅ2ＨＳｉＣｌ、ＭｅＥｔＳｉＣｌ2、Ｃｌ3ＳｉＳｉＭｅＣｌ2、Ｃｌ3ＳｉＳｉＭｅ2Ｃｌ、Ｃｌ3ＳｉＳｉＣｌ3、ＭｅＣｌ2ＳｉＳｉＭｅＣｌ2、Ｍｅ2ＣｌＳｉＳｉＭｅＣｌ2、Ｍｅ2ＣｌＳｉＳｉＣｌＭｅ2、Ｍｅ3ＳｉＳｉＣｌＭｅ2、Ｍｅ3ＳｉＳｉＭｅ3、ＭｅＥｔＳｉＣｌ2、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、Ｄ４−ポリシロキサン、および／またはＤ５−ポリシロキサンが使用される。殊に好ましくは、ＳｉＣｌ4が使用される。
【００３２】
燃焼ガスとして、好ましくは水素、メタン、エタン、プロパン、ブタン、天然ガス、および／または一酸化炭素が使用されてよい。特に好ましいのは、水素である。
【００３３】
酸素含有ガスとして、好ましくは空気（一次空気、二次空気）が使用される。しかし、酸素を有する空気を、一般に３５体積％の酸素割合まで濃縮することも可能である。
【００３４】
ガス状物質の分離後、二酸化ケイ素粉末は水蒸気で処理してよい。この処理は、とりわけ塩化物含有の基を表面から取り除くために用いられる。同時に、この処理によってアグロメレートの数が減少する。この方法は、粉末を水蒸気で、場合により空気と一緒に、並流または向流で処理することによって、連続的に実施することができる。水蒸気を使用した処理が行われる温度は、２５０〜７５０℃であり、４５０〜５５０℃の値が好ましい。
【００３５】
本発明のさらなる対象は、凝集した一次粒子の形状で存在し、このアグリゲートの表面またはその一部が、１〜２０個の炭素原子を有する、化学的に結合した直鎖および／または分岐鎖のアルキルシリル基で覆われている、表面変性された二酸化ケイ素粉末の製造方法であって、本発明による二酸化ケイ素粉末に、１〜２０個の炭素原子を有する直鎖および／または分岐鎖のアルキルシリル基を有する、または前記基が反応の間に生じる、１種以上の、場合により有機溶剤中に溶解された表面変性剤を噴霧し、この混合物を引き続き１２０〜４００℃の温度にて０．５〜８時間の期間にわたり、場合により保護ガス下で、熱により処理する方法である。
【００３６】
好ましくは、前記表面変性剤は、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、および／またはシリコーン油からなる群から選択される。
【００３７】
本発明のさらなる対象は、本発明による方法にしたがい得られる、凝集した一次粒子の形状で存在し、その表面またはその一部が、１〜２０個の炭素原子を有する、化学的に結合した直鎖および／または分岐鎖のアルキルシリル基で覆われている、表面変性された二酸化ケイ素粉末である。
【００３８】
本発明のさらなる対象は、本発明による二酸化ケイ素粉末を含んでいるトナー組成物であって、好ましくはトナー組成物に対して０．１〜１０質量％の二酸化ケイ素粉末の割合を有する前記トナー組成物である。
【００３９】
実施例
例１（比較例）：四塩化ケイ素１０８ｋｇ／ｈ、水素（一次燃焼ガス）１４Ｎｍ3／ｈ、および空気１４０Ｎｍ3を燃焼器内で混合し、この混合物に点火して、反応室に入れて燃焼させる。この反応室に、さらに水素（二次燃焼ガス）２１Ｎｍ3／ｈおよび二次空気４０Ｎｍ3／ｈを導入する。
【００４０】
生じた粉末を、後ろに接続されたフィルター内で分離し、引き続き向流で空気および水蒸気で５２０℃にて処理する。
【００４１】
例２（比較例）は、例１と類似に実施するが、表１に示された装入物質量を使用する。
【００４２】
表２に示された特性を有する二酸化ケイ素粉末が得られる。
【００４３】
例３（本発明による）：四塩化ケイ素１００ｋｇ／ｈ、水素（一次燃焼ガス）１０Ｎｍ3／ｈおよび空気１５５Ｎｍ3を燃焼器内で混合し、この混合物に点火し、反応室に入れて燃焼させる。この反応室に、さらに水素（二次燃焼ガス）５Ｎｍ3／ｈおよび二次空気５０Ｎｍ3／ｈを導入する。後ろに接続されたリングノズルを介して、さらに１７Ｎｍ3／ｈ（三次燃焼ガス）を前記反応室に導入する。生じた粉末を、後ろに接続されたフィルター内で分離し、引き続き向流で空気および水蒸気で５２０℃にて処理する。
【００４４】
例４および５（本発明による）は、例３と類似に実施するが、表１に示された装入物質量で実施する。
【００４５】
表２に示された特性を有する二酸化ケイ素粉末が得られる。
【００４６】
例６（比較例）：例１からの二酸化ケイ素粉末１００質量割合を混合機に装入し、まず水を、引き続きヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）２５質量割合を噴霧する。その後、この反応混合物を２時間、１５０℃にて処理する。疎水性度は、９９％である。
【００４７】
例７（本発明による）：例６と同様に、しかし例３からの二酸化ケイ素粉末およびＨＭＤＳ１５質量割合を使用する。
【００４８】
例８（本発明による）：例６と同様に、しかし例４からの二酸化ケイ素粉末およびＨＭＤＳ２０質量割合を使用する。疎水性度は、９９％である。
【００４９】
例９（本発明による）：例６と同様に、しかし例５からの二酸化ケイ素粉末およびＨＭＤＳ２０質量割合を使用する。疎水性度は、９９％である。
【００５０】
例１０（比較例）：トナー組成物
重合によって製造された負帯電のトナー原粉末（Ｓｉｎｏｎａｒ社）９７質量部、例６からのＨＭＤＳで表面変性された二酸化ケイ素粉末２．５質量部、およびＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）ＲＸ２００  ０．５質量部を一緒にして、ヘンシェルミキサー内で１分間、５０００回転／分にて混合する。
【００５１】
例１１から１３まで（本発明による）：例８と類似するが、例６からの疎水化された二酸化ケイ素粉末の代わりに、例７から９までの疎水化された二酸化ケイ素粉末を使用する。
【００５２】
例１０から１３までの摩擦帯電量は、例１０から１３までのトナー組成物のそれぞれ２ｇを、鉄粉それぞれ４８ｇと７５ｍｌのガラス容器内で混合し、混合した粉末を２４時間にわたり、２０℃かつ６０％の湿度にて保管して、測定する。次に、この混合した粉末を混合機内で１分、３分、１０分、３０分および９０分の間にわたって処理し、摩擦帯電量をＴｏｓｈｉｂａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐ．社によって製造された測定器ＴＢ−２００を用いて測定する。表３は、求められた値を示す。ここでは、例１１から１３までの本発明による二酸化ケイ素粉末を用いて製造されたトナー組成物が、時間の経過にわたって帯電量のわずかな変化しか受けていない一方で、比較例においては明らかな低下が観察できることが認められる。
【００５３】
ＳＥＭ（ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）の画像が示す通り、本発明による二酸化ケイ素粉末の凝集した一次粒子は、きわめてよく表面に、この表面の機械的負荷の場合にも付着する。
【００５４】
【表１】
0005615432.tif 000002
【００５５】
【表２】
0005615432.tif 000003
【００５６】
【表３】
0005615432.tif 000004